LED鐵路信號(hào)光源應(yīng)用技術(shù)的思考

　　[摘 要]LED具有安裝簡單、免維修、光效高、壽命長的特點(diǎn)，可以將其應(yīng)用于鐵路信號(hào)光源中�；�于此，本文將以驅(qū)動(dòng)光源設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)單元設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)界限設(shè)計(jì)為切入點(diǎn)，深入探究LED鐵路信號(hào)光源具體的應(yīng)用技術(shù)，旨在能夠更換傳統(tǒng)的鐵路信號(hào)光源裝置，為鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩�性提供基本保障�?br>　　[關(guān)鍵詞]LED；信號(hào)光源；驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
　　中圖分類號(hào)：S875 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）24-0211-01
　　前言
　　多年以來，我國鐵路一直將白熾燈作為信號(hào)源的主要設(shè)備，雖然其成本較低，但是能耗較大、壽命短、易發(fā)熱、可靠性差，如果使用25W的白熾燈，其中有90%的電能會(huì)被浪費(fèi)。與之相比，LED燈安全環(huán)保、熱量小、強(qiáng)度大、壽命長同時(shí)可靠性高，在應(yīng)用的過程中其所消耗的電能不足0.1W，能夠節(jié)省50%的電能，從而節(jié)約資源與成本。除此之外，LED燈具的材料是無毒的，并且可以被回收利用，因此能夠替代傳統(tǒng)的白熾燈。
　　1.LED鐵路信號(hào)驅(qū)動(dòng)光源的設(shè)計(jì)
　　LED燈具的使用壽命是傳統(tǒng)信號(hào)燈具壽命的100倍，將其應(yīng)用在鐵路信號(hào)光源中，能夠降低更換信號(hào)燈具的頻率，甚至能夠在工作中實(shí)現(xiàn)免維修的工作目標(biāo)，減少工作人員的工作強(qiáng)度。LED的光譜基本上均集中在可見光段，所以具有較高的發(fā)光效率，與此同時(shí)采用穩(wěn)壓器便來提高其發(fā)光的穩(wěn)定性，并延長光度的可視距離，從而能夠?yàn)榱熊嚨倪\(yùn)行提供安全保障。
　　但是，與白熾燈相比，為了能夠保證LED持續(xù)處于工作狀態(tài)中，需要使用專業(yè)的驅(qū)動(dòng)電源。具體來說，LED所使用的是幾伏的低電壓，當(dāng)其與AC220V的電源相互連接時(shí)，就需要使用專門的驅(qū)動(dòng)裝置完成降壓。通常情況下，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路的方式有兩種，一種是恒壓驅(qū)動(dòng)，另一種則是恒流驅(qū)動(dòng)，其中可靠性更強(qiáng)的為恒流驅(qū)動(dòng)。如果驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)際電壓比負(fù)載電壓高，則LED閃爍的問題將會(huì)被減弱，在設(shè)計(jì)電路的過程中，具體方式為：電路由LED、電感L1、電容C1～C3、電阻R1～R3、集成芯片、二極管D構(gòu)成，其中R1負(fù)責(zé)對(duì)電流采樣，R2、R3則主要負(fù)責(zé)過壓保護(hù)，如圖1所示。工作原理為：當(dāng)MOS管的處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，D則不導(dǎo)通，同時(shí)從電源開始，電流回路就會(huì)經(jīng)過R1、LED、電感L1、MOS管最后會(huì)回到電源，所以當(dāng)點(diǎn)亮LED時(shí)電感L1可以進(jìn)行儲(chǔ)能。如果MOS管處于截止?fàn)顟B(tài)，電感L1就會(huì)使二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，并通過R1、電感L1、LED形成具體的電流回路，此時(shí)由于電源無法為其提供電能，就會(huì)利用電感L1的儲(chǔ)能將LED點(diǎn)亮。
　　2.LED鐵路信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)
　　在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)單元時(shí)，實(shí)際上并沒有將相關(guān)電路、信號(hào)點(diǎn)燈電路改變，而是將其將其分為行車信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元、調(diào)車信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元兩類。在鐵路信號(hào)光源的系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)單元的主要作用就是為LED鐵路信號(hào)裝置提供電源，其中行車信號(hào)機(jī)構(gòu)與行車信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元對(duì)應(yīng)，而調(diào)車信號(hào)機(jī)構(gòu)與調(diào)車信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元對(duì)應(yīng)，同一個(gè)調(diào)車單元會(huì)對(duì)兩個(gè)LED進(jìn)行控制。在實(shí)際設(shè)計(jì)與應(yīng)用的過程中，驅(qū)動(dòng)單元具有安裝便捷、安全可靠、節(jié)能環(huán)保、免調(diào)試、壽命長等優(yōu)勢(shì)。
　　驅(qū)動(dòng)單元簡稱為LDX，L表示信號(hào)機(jī)構(gòu)、D表示驅(qū)動(dòng)單元、X表示行車單元，主要的技術(shù)參數(shù)包括以下內(nèi)容：（1）電壓范圍在200V～230V之間；（2）輸出的電流為600mA～650mA，電壓為10V；（3）絕緣電阻需要等于100MΩ；（4）電纜的控制長度為：站內(nèi)長度5km、區(qū)間長度需要控制在3km～10km之間，但如果需要加裝隔離變壓器，則區(qū)間的長度需要控制在12km左右。在應(yīng)用的過程中，如果遠(yuǎn)距離的電線路降低程度較大，則可以通過隔離變壓器提高電壓，以此來滿足LED的驅(qū)動(dòng)需求。在驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)中，單燈變壓器的型號(hào)為BXG-50，而在多燈共用同一變壓器的情況下，其型號(hào)為BG2-320。對(duì)于環(huán)境條件而言，驅(qū)動(dòng)單元需要在無導(dǎo)電塵埃、無有害氣體、無破壞絕緣、無腐蝕金屬的環(huán)境中使用，同時(shí)其海拔高度需要在2500m以下，環(huán)境溫度控制在-40℃～+60℃之間，相對(duì)濕度在90%以下，而其振動(dòng)頻率要在10Hz～200Hz之間，加速的幅度值為20m/s？。只有在這樣的環(huán)境中，LED鐵路信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元才能夠更加充分的發(fā)揮其自身的作用，為鐵路信號(hào)光源的運(yùn)行提供充分的、合適的電源。
　　3.LED鐵路信號(hào)驅(qū)動(dòng)接線的設(shè)計(jì)
　　結(jié)合上文的內(nèi)容，驅(qū)動(dòng)單元分為行車信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元、調(diào)車信號(hào)驅(qū)動(dòng)單元，所有其接線方式存在一定的差異，其接線方式分別為：
　�。�1）行車驅(qū)動(dòng)接線設(shè)計(jì)。行車驅(qū)動(dòng)單元接線系統(tǒng)主要是由主副光源轉(zhuǎn)換繼電器組成、電源變壓器構(gòu)成。如果主光源處于點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)，其中的繼電器裝置就會(huì)吸起，通過其接點(diǎn)將副光源電路切斷；如果主光源出于滅燈狀態(tài)時(shí)，其中的繼電器就會(huì)落下，此時(shí)接點(diǎn)就可以將副光源的電路接通，并自動(dòng)將副光源點(diǎn)亮。為了能夠使驅(qū)動(dòng)光源的壽命與LED燈具相匹配，其形成驅(qū)動(dòng)電源會(huì)以室內(nèi)報(bào)警、自動(dòng)轉(zhuǎn)換、自動(dòng)備份等方式延長其壽命。當(dāng)行車單元在站內(nèi)時(shí)，其中的3端子、4端子則不需要接線；當(dāng)行車單元用于區(qū)間時(shí)，則需要將2端子、3端子、4端子連接起來，而8端子與10端子則主要負(fù)責(zé)副光源的報(bào)警，此時(shí)9端子主要用于列車信號(hào)的聯(lián)鎖，11端子、12端子主要用于列車的進(jìn)路光源信號(hào)控制。
　�。�2）調(diào)車驅(qū)動(dòng)接線設(shè)計(jì)。在調(diào)車驅(qū)動(dòng)單元中，其月白燈、藍(lán)燈同時(shí)被同一單元控制。如果調(diào)車驅(qū)動(dòng)單元點(diǎn)亮月白燈時(shí)，其1端子、2端子的電源為輸入狀態(tài)、5端子與6端子完成接線；如果調(diào)車驅(qū)動(dòng)單元點(diǎn)亮藍(lán)燈時(shí)，則11端子、12端子的電源輸入，7端子與8端子完成接線；假若主光源發(fā)生故障，系統(tǒng)中的繼電器就會(huì)自動(dòng)落下，將副光源回路接通的同時(shí)還會(huì)發(fā)出報(bào)警。
　　結(jié)語
　　綜上所述，隨著科技的發(fā)展，鐵路信號(hào)光源的燈具逐漸由傳統(tǒng)的白熾燈轉(zhuǎn)變?yōu)長ED燈，能夠節(jié)約電能與經(jīng)濟(jì)成本。以此為基礎(chǔ)，在應(yīng)用LED燈具時(shí)，充分利用了其自身的優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化了驅(qū)動(dòng)光源的設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)以及的驅(qū)動(dòng)接線的設(shè)計(jì)，省略了變壓器等裝置，提高了鐵路信號(hào)源的科技性、環(huán)保性、時(shí)代性。所以，為了能夠促進(jìn)我國鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩�發(fā)展，可以將文中的技術(shù)應(yīng)用在信號(hào)光源的設(shè)計(jì)中。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 李致飛.論LED鐵路信號(hào)機(jī)能否取代傳統(tǒng)透鏡式色燈信號(hào)機(jī)[J].甘肅科技縱橫，2016，45（04）：24-26.
　　[2] 鄭秀婷.LED鐵路信號(hào)機(jī)構(gòu)光學(xué)參數(shù)受環(huán)境溫度影響研究[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督，2015，43（06）：21-23.

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